Так что же такое  - ФРАКТАЛ.
Насколько я поняла это САМОПОДОБНЫЙ объект. Что такое самоподобный? А это объект состоящий из подобных себе .Прмер? Да пожалуйста!
Вы видите перед собой ромб. Так вот сколь маленький кусочек вы бы от него не отломили, это все равно будет ромб. И если даже вы возьмете самый мощный микроскоп и доберетесь до атомарного уровня и вытащите атом этого ромба - то он все равно будет иметь форму ромба.
Вот!

пример самоподобия - веточка из листочков точно копирующих веточку состоящая из листиков точно копирующих .. и т.д. и т.п.

пример в природе -сорт капусты Романеско.

А теперь обратимся к источникам.
Итак. Что нам говорит о фракталах Википендия:   ( http://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%F0%E0%EA%F2%E0%EB )

Фракта́л (лат. fractus — дроблёный, сломанный, разбитый) — геометрическая фигура, обладающая свойством самоподобия, то есть составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. В математике под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность (в смысле Минковского или Хаусдорфа), либо метрическую размерность, отличную от топологической.
Поняли? Но это еще не все.
Вот дальше завернуто - мозгу сломаешь.
Но сначала об истории появления термина "фрактал"

Первые примеры самоподобных множеств с необычными свойствами появились в XIX веке (например,функция Больцано, функция Вейерштрасса, множество Кантора). Термин «фрактал» был введён Бенуа Мандельбротом в 1975 году и получил широкую популярность с выходом в 1977 году его книги «Фрактальная геометрия природы». (имейте ввиду, это все из Википедии)

Слово «фрактал» может употребляться не только как математический термин. Фракталом в прессе и научно-популярной литературе могут называть фигуры, обладающие какими-либо из перечисленных ниже свойств:

    Обладает нетривиальной структурой на всех масштабах. В этом отличие от регулярных фигур (таких, как окружность, эллипс, график гладкой функции): если мы рассмотрим небольшой фрагмент регулярной фигуры в очень крупном масштабе, он будет похож на фрагмент прямой. Для фрактала увеличение масштаба не ведёт к упрощению структуры, на всех шкалах мы увидим одинаково сложную картину.
    Является самоподобной или приближённо самоподобной.
    Обладает дробной метрической размерностью или метрической размерностью, превосходящей топологическую.

Многие объекты в природе обладают фрактальными свойствами, например, побережья, облака, кроны деревьев, снежинки, кровеносная система и система альвеол человека или животных.
Фракталы, особенно на плоскости, популярны благодаря сочетанию красоты с простотой построения при помощи компьютера.

А вот теперь соберитесь с духом и попробуйте понять ниженаписанное

Самоподобные множества с необычными свойствами в математике

Начиная с конца XIX века, в математике появляются примеры самоподобных объектов с патологическими с точки зрения классического анализа свойствами. К ним можно отнести следующие:

    множество Кантора — нигде не плотное несчётное совершенное множество. Модифицировав процедуру, можно также получить нигде не плотное множество положительной длины.
та же Википендия говорит о нем так: Ка́нторово мно́жество есть один из простейших фракталов, подмножество единичного отрезка вещественной прямой, которое является классическим примером «плохого множества» в математическом анализе. Описано в 1883 году Г. Кантором..  В графической форме это выглядит так

снежинка Коха после четырех интераций
сам Кантор -

    треугольник Серпинского и ковёр Серпинского — аналоги множества Кантора на плоскости.


ковер Серпинского

    губка Менгера — аналог множества Кантора в трёхмерном пространстве;
пространственный  аналог квадратного ковра Серпинского, называется губкой Менгера (Menger sponge)

    примеры Вейерштрасса и Ван дер Вардена нигде не дифференцируемой непрерывной функции. Ну это математические функции....
    кривая Коха — несамопересекающаяся непрерывная кривая бесконечной длины, не имеющая касательной ни в одной точке, описанная в 1904 году шведским математиком Хельге фон Кохом.
вот один из ее вариантов

    кривая Пеано — непрерывная кривая, проходящая через все точки квадрата, общее название для параметрических кривых, образ которых содержит квадрат (или, в более общем смысле, открытые области пространства)

    траектория броуновской частицы также с вероятностью 1 нигде не дифференцируема. Её хаусдорфова размерность равна двум.

Отредактировано Lu Traveira (2012-11-28 11:35:35)

А вот что нам говорит о фракталах сайт -
( http://www.fxinfo.su/statii/226-chto-takoe-fraktal.html )

Только братцы постарайтесь чтоб мозги не завязались в узелки..

"Что такое фрактал?"

Смысл традиционного определения фрактала можно объяснить следующим образом. Фрактал – это множество точек, хотя и не всякое множество является фракталом. Любому множеству точек можно приписать некоторое, характеризующее его массивность число, называемое размерностью множества. В простых случаях размерность совпадает с количеством координат, необходимых для задания точки этого множества. Простые множества имеют целую размерность: отрезок – размерность 1, квадрат или круг – два, куб – три. Но некоторые множества имеют дробную размерность. Их и называют фракталами (fraction – дробь).

В природе фракталов не существует, но некоторые объекты, характеризующиеся «нерегулярным поведением», можно успешно моделировать с помощью фракталов. Как распознать фрактал, например, на плоскости? В принципе не сложно. Надо покрыть точки множества маленькими квадратами и посчитать их число, а потом посмотреть, как изменится число квадратов в покрытии, если размер квадрата уменьшить вдвое. Если число квадратов увеличится, например, в 3 или в 2.75 раза, значит перед нами фрактал. Если вы нарисуете график изменения котировок какой-либо акции (временные интервалы между соседними барами должны быть достаточно маленькими), то в некоторых практических ситуациях фракталы будут достаточно хорошими моделями для такого графика. Как и всякая модель, фрактал описывает динамику котировок рассматриваемой акции лишь приближенно. Чтобы точность приближения была удовлетворительной, нужно, чтобы на графике было «много» баров, а сам график вел себя «крайне нерегулярно». Конкретный смысл взятых в кавычки слов определяется условиями той практической задачи, которую предполагается решать.

По определению М. Чекулаева, фрактал – это совокупность пяти баров, расположенных «уголком» вверх или вниз. С традиционным определением фрактала такое «определение» согласуется с трудом. Сказать, что пять – это много, можно лишь с очень большой натяжкой. Да и «нерегулярным» такое поведение котировок не назовешь. Фактически мы имеем две разные позиции: общепринятое определение фрактала (впервые его дал Б. Мандельброт]) и произвольное определение М. Чекулаева. Ссылки последнего на Б. Мандельброта следует признать некорректными, а сами фракталы – как настоящие, так и фракталы в версии М. Чекулаева – следует рассматривать по отдельности. Ниже мы рассмотрим свойства фракталов в определении Б. Мандельброта, что представляется автору более интересным.

О-хо-хо....

Отредактировано Lu Traveira (2012-11-27 16:07:27)

Не устали? тогда продолжим...

Немного о размерностях.

В своей повседневной жизни мы постоянно встречаемся с размерностями. Мы прикидываем длину дороги (250 м), узнаем площадь квартиры (78 м2) и ищем на наклейке объем бутылки пива (0.33 дм3). Это понятие вполне интуитивно ясно и, казалось бы, не требует разъяснения. Линия имеет размерность 1. Это означает, что, выбрав точку отсчета, мы можем любую точку на этой линии определить с помощью 1 числа - положительного или отрицательного. Причем это касается всех линий - окружность, квадрат, парабола и т.д.

Размерность 2 означает, что любую точку мы можем однозначно определить двумя числами. Не надо думать, что двумерный - значит плоский. Поверхность сферы тоже двумерна (ее можно определить с помощью двух значений - углов наподобие ширины и долготы).

Если смотреть с математической точки зрения, то размерность определяется следующим образом: для одномерных объектов - увеличение в два раза их линейного размера приводит к увеличению размеров (в данном случае длинны) в два раза (2^1).

Для двумерных объектов увеличение в два раза линейных размеров приводит к увеличению размера (например, площадь прямоугольника) в четыре раза (2^2).

Для 3-х мерных объектов увеличение линейных размеров в два раза приводи к увеличению объема в восемь раз (2^3) и так далее.

Таким образом, размерность D можно рассчитать исходя из зависимости увеличения "размера" объекта S от увеличения линейных размеров L. D=log(S)/log(L). Для линии D=log(2)/log(2)=1. Для плоскости D=log(4)/log(2)=2. Для объема D=log(8)/log(2)=3. Может быть немного запутано, но в общем-то несложно и понятно.

Зачем я это все рассказываю? А для того чтобы понять, как отделять фракталы от, скажем, колбасы. Попробуем посчитать размерность для кривой Пеано. Итак, у нас исходная линия, состоящая из трех отрезков длинны Х, заменяется на 9 отрезков втрое меньшей длинны. Таким образом, при увеличении минимального отрезка в 3 раза длина всей линии увеличивается в 9 раз и D=log(9)/log(3)=2 - двумерный объект!!!

Фрактал это ...

Так вот, когда размерность фигуры получаемой из каких-то простейших объектов (отрезков) больше размерности этих объектов - мы имеем дело с фракталом.

Фракталы делятся на группы. Самые большие группы это:

    геометрические фракталы
    алгебраические фракталы
    системы итерируемых функций
    стохастические фракталы.

ну как? мозги не  завились еще?

( http://www.codenet.ru/progr/fract/Fractals-Around/ )

Отредактировано Lu Traveira (2012-11-28 15:21:07)

Алгебраические фракталы.

Вторая большая группа фракталов - алгебраические. Свое название они получили за то, что их строят, на основе алгебраических формул иногда весьма простых. Методов получения алгебраических фракталов несколько. Один из методов представляет собой многократный (итерационный) расчет функции Zn+1=f(Zn), где Z - комплексное число, а f некая функция. Расчет данной функции продолжается до выполнения определенного условия. И когда это условие выполнится - на экран выводится точка. При этом значения функции для разных точек комплексной плоскости может иметь разное поведение:

    С течением времени стремится к бесконечности.
    Стремится к 0
    Принимает несколько фиксированных значений и не выходит за их пределы.
    Поведение хаотично, без каких либо тенденций.

Чтобы проиллюстрировать алгебраические фракталы обратимся к классике - множеству Мандельброта.

Для его построения нам необходимы комплексные числа. Любой уважающий себя язык программирования включает в себя инструментарий для работы с комплексными числами, а даже если и нет, то их несложно запрограммировать и самим, и на крайний случай (а таких, я думаю, будет большинство ) у нас есть Fractint которая все посчитает и нарисует за нас.

На всякий случай напомню, что такое комплексные числа. Комплексное число - это число, состоящее из двух частей - действительной и мнимой, и обозначается оно a+bi. Действительная часть a это обычное число в нашем представлении, а вот мнимая часть bi интересней. i - называют мнимой единицей. Почему мнимой? А потому, что если мы возведем i в квадрат, то получим -1.

Комплексные числа можно складывать, вычитать, умножать, делить, возводить в степень и извлекать корень, нельзя только их сравнивать. Комплексное число можно изобразить как точку на плоскости, у которой координата Х это действительная часть a, а Y это коэффициент при мнимой части b.

Функционально множество Мандельброта определяется как Zn+1=Zn*Zn+C. Для построения множества Мандельброта воспользуемся алгоритмом на псевдо Бейсике (легко для понимания и перевода на любимые языки).

For a=-2 to 2 ' для всех действительных а от -2 до 2
For b=-2 to 2 ' для всех мнимых b от -2 до 2
С=a+bi
Z0=0+0i
'Принадлежит множеству Мандельброта
Lake=True
'Повторяем 255 раз (для режима 256 цветов)
For iteration=1 to 255
Zn=Z0*Z0+C
'Проверили - не принадлежит
If abs(Zn)>2 then Lake=False: Exit For
Z0=Zn
Next
'Нарисовали черную точку,принадлежащую "озеру" Мандельброта.
If Lake=True Then PutPixel(a,b,BLACK)
' Нарисовали точку не принадлежащую множеству или лежащую на границе.
Else PutPixel(a, b, iteration)
Next
Next

А теперь опишу программку словами. Для всех точек на комплексной плоскости в интервале от -2+2i до 2+2i выполняем некоторое достаточно большое количество раз Zn=Z0*Z0+C, каждый раз проверяя абсолютное значение Zn. Если это значение больше 2, что рисуем точку с цветом равным номеру итерации на котором абсолютное значение превысило 2, иначе рисуем точку черного цвета. Все множество Мандельброта в полной красе у нас перед глазами.

Черный цвет в середине показывает, что в этих точках функция стремится к нулю - это и есть множество Мандельброта. За пределами этого множества функция стремится к бесконечности. А самое интересное это границы множества. Они то и являются фрактальными. На границах этого множества функция ведет себя непредсказуемо - хаотично.

Меняя функцию, условия выхода из цикла можно получать другие фракталы. Например, взяв вместо выражения С=a+bi выражение Z0=a+bi, а С присваивать произвольные значения мы получим множество Жюлиа, тоже красивый фрактал.

На рисунке, изображающем множество Мандельброта я взял небольшой участок и увеличил его до размеров всего экрана (как в микроскоп). Что же мы видим? Проявление самоподобности. Не точной самоподобности, но близкой и с ней мы будем сталкиваться постоянно, увеличивая части нашего фрактала больше и больше. До каких же пор мы можем увеличивать наше множество? Так вот если мы увеличим его до предела вычислительной мощности компьютеров, то покроем площадь равную площади солнечной системы вплоть до Сатурна.

( http://www.codenet.ru/progr/fract/Fractals-Around/ )